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实体建模 第六讲 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual实体建模概述 • 直接输入几何实体来建模很方便 ,但有些情况下需要在 ANSYS中来 建立实体模型。例如 : – 需要建立参数模型时， — 在优化设计及参数敏感性分析时建立的包含 变量的模型 . – 没有 ANSYS能够读入的几何实体模型时 . – 计算机上没有相关的绘图软件时（与 ANSYS程序兼容的） . – 在对输入的几何实体需要修改或增加时，或者对几何实体进行组合时 . • ANSYS 有一组很方便的几何作图工具 。 本章将讨论这些作图工具 . INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual实体建模概述 • 主要内容 : A. 定义 B. 自上而下建模 • 前言 • 工作平面 • 布尔运算 C. 工作组 D. 自下而上建模 • 关键点 • 坐标系 • 线 ,面 ,体 • 操作 E. 工作组 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 A. 定义 • 实体建模 可以定义为建立实体模型的过程 . • 首先回顾前面的一些定义： – 一个实体模型由体、面、线及关键点组成。 – 体由面围成，面由线组成，线由关键点组成。 – 实体的层次从低到高 : 关键点  线  面 . 如果 高一级的实体存在，则低一级的实体不能删除 . • 另外，一个只由面及面以下层次组成的实体，如 壳或二维平面模型，在 ANSYS中仍称为实体 . 体 面 线及关键点 关键点 线 面 体 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 A. 定义 • 建立实体模型可以通过两个途径 : – 由上而下 – 由下而上 • 由上而下建模；首先建立体（或面） ,对这些体或面按一定规则组合 得到最终需要的形状 . 加 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 A. 定义 • 由下而上建模；首先建立关键点 ， 由这些点建立线、面、体。 • 可以根据模型形状选择最佳建模途径。 • 下面详细讨论建模途径。 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 B. 由上而下建模 • 由上而下建模：首先建立体（或面） ,对这些体或面按一定规则组合 得到最终需要的形状 . – 开始建立的体或面称为图元 . – 工作平面用来定位并帮助生成图元 . – 对原始体组合形成最终形状的过程称为布尔运算 . INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 图元 • 图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体 . • 二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形 . INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 .图元 • 三维图元包括块体 , 圆柱体 , 棱体， 球体 ,和圆锥体 . INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 .图元 • 当建立二维图元时， ANSYS 将定义一个面，并包括其下层的线和 关键点。 • 当建立三维图元时， ANSYS 将定义一个体，并包括其下层的面、 线和关键点。 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 .图元 • 图元可以通过输入尺寸或在图形窗口拾取来建立。 – 例如建立实心圆 : • Preprocessor -modeling-creat -areas-circle Instructions Picker Pick the center and radius in graphics window. By picking .Or enter values here INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 .图元 – 生成块体 : • Preprocessor -Modeling- Create -Volumes- Block Instructions Picker Pick the desired locations in graphics window. By picking .Or enter values here INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 工作平面 • 工作平面 — 一个可动的二维参考平面，用来定位确定图元。缺省 状态下，工作平面原点与整体坐标系原点重合，但可以把工作平面 原点移动或旋转到任意位置 . – 利用显示格栅，在工作平面上作图就象在米格纸上作图。 – 除了格栅的设置外，工作平面是无限的。 WX WY X2 X1 Y2 Y1 WXWY WP (X,Y) width height INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 工作平面 • 所有的工作平面命令菜单均在 Utility Menu WorkPlane. • 工作平面控制菜单（ WP Settings） 控制下列 内容 : – WP display - 只显示三个坐标轴 (缺省 ),只显 示格栅，或两者均显示。 – Snap - 便于在工作平面上拾取格栅上的点 . – Grid spacing - 格栅线与线之间的距离 . – Grid size -显示的工作平面大小 (大小无限制 ). INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 工作平面 • 用 Offset 和 Align菜单可以把工作 平面移到期望的任意位置 . – 通过增量移动工作平面 • 用按扭实现 (通过指针滑动实 现 ). • 或输入希望的增量值 . • 或使用动态方式 (类似 平面 移动 -缩放 -转动 ). INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 工作平面 – Offset WP to 保持其目前方向 ， 简单地平移工作平 面到期望的位置 : • 已经存在的一个或多个关键点 . 若 拾取多个关键点，则工作平面移到 这些关键点的平均位置处 . • 已经存在的一个或多个结点 . • 通过坐标值指定的一个或多个位置 . • 总体坐标系原点 . • 活动坐标系的原点 . INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 工作平面 – Align WP with 此命令用于调整工作平面 . • 例如 , Align WP with Keypoints 命令 提示拾取三个关键点 - 一个为原点一 个定义 X-轴 , 一个定义 X-Y 平面 . • 把工作平面移动到其缺省位置（总体 坐标系原点， X-Y 平面内 )时 , 点击 Align WP with Global Cartesian. INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 工作平面 • 演示 : – 清除数据库 – 显示工作平面并通过拾取方式建立几个关键点，注意拾取时显示的坐标值 . – 打开格栅，改变间距，并激活捕捉 . – 建立更多的关键点 .注意指针如何捕捉格栅上的点 . – 定义两个矩形 — 一个通过定义角点，另一个通过定义尺寸 . – 现在把工作平面平移到几个关键点的平均位置处 , 然后在平面内将其转 30º. – 定义多于两个矩形 — 通过定义角点或通过定义尺寸生成。注意矩形方向的变化 . – 沿总体坐标原点调整工作平面，然后用拾取或输入尺寸的方法生成三维图元 . INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 布尔运算 • 布尔运算 是对几何实体进行组合。 ANSYS 中布尔运算包括加、减 、交、除、 合、与。 • 布尔运算时输入的可以是任意几何实体从简单的图元到通过 CAD输 入的复杂的几何体。 加 输入实体 布尔运算 输出实体 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 布尔运算 • 所有的布尔运算可以在 GUI界面下获得 Preprocessor -Modeling- Operate. • 在缺省状态下 , 布尔运算时输入的几何实体在运算结束后将删除 . • 被删除实体的编号数被 “释放 ” (即 , 这些编号可以可以指定给新的实 体，并从可以获得的最小编号开始）。 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 布尔运算 • 加（ Add） – 把两个或多个实体合并为一个 . INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 布尔运算 • 合（ Glue） – 把两个或多个实体粘合到一起，在其接触面上具有共同的边界。 – 当你想定义两个不同的实体时特别方便（如对不同材料组成的实体） 。 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 布尔运算 • 与（ Overlap） – 类似于粘合运算，但输入的实体有重叠 . INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 布尔运算 • 减（ Subtract） – 删除 “母体 ”中一块或多块与子体重合的部分。 – 对于建立带孔的实体或准确删除部分实体特别方便 . INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 布尔运算 • 除（ Divide） – 把一个实体分割为两个或多个，它们仍通过共同的边界连接在一起 . – “切割工具 ” 可以是工作平面、面线甚至于体 . – 在用块体划分网格时，通过对实体的分割，可以把复杂的实体变为简 单的体 . INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 布尔运算 • 交（ Intersect） – 只保留两个或多个实体重叠的部分 . – 如果输入了多于两个的实体 ,则有两种选择 : 普通交运算和双交运算 • 普通交运算只保留全部实体的共同部分 . • 双交运算则保留每一对实体的共同部分，这样，有可能输出多个实 体 . Common Intersection Pairwise Intersection INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 布尔运算 • 分（ Partition） – 把两个或多个实体分为多个实体，但相互之间仍通过共同的边界连接 在一起。 – 若想找到两条相交线的交点并保留这些线时，此命令特别有用，如下 图所示 . (交运算可以找到交点但删除了两条线） L1 L2 L3 L6 L5 L4 Partition INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 … 布尔运算 • 演示 : – 画一个孔通过在矩形中减去一个圆实现（或者在一个快体中减去柱体 实现） – 画两个相交的实体，并存储 db, 然后作交运算 . 现在恢复 db并对实体加 . 注意比较两种运算的不同 . (合运算类似交运算 .) – 模型 : • block,-2,2, 0,2, -2,2 • sphere,2.5,2.7 • vinv,all ! intersection INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 - 由上而下建模 C. 练习 • 参考您的练习附录 : W6. Pillow Block INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 Training Manual 实体建模 D. 由下而上建模 • 由下向上建模时首先建立关键点，从关键点开始建立其它实体。 • 如建立一个 L-形时 , 可以先建立下面所示的角点 ， 然后通过连接点 简单地形成面，或者先形成线，然后用线定义面 .